Vědci v Brně vyvinuli kloubní náhradu vyráběnou pacientům na míru. Je šetrná, lehká a odolná

Vědci z Vysokého učení technického v Brně vymysleli novou kloubní náhradu, kterou lze vyrobit pacientům přímo na míru. Jejich technologie tak umožňuje zachovat maximum zdravé tkáně. U současných implantátů totiž musejí lékaři vždy danou kost výrazně upravovat, což někdy způsobuje sekundární zdravotní problémy.

Operace kloubů patří mezi nejčastější chirurgické výkony. Kost se musí upravit na míru zvolenému implantátu, pacient tak přichází o zdravé části tkáně. Oproti tomu se implantát vyvinutý na VUT podřizuje kloubu pacienta, kde nahrazuje jen chrupavku a nekrotickou kostní tkáň. Vzniká totiž na míru na základě modelu, který vychází z CT snímků.

„Standardní řešení vlastně předpokládá výrobu prefabrikovaných implantátů, které se po úpravě kosti řezáním oscilační pilou upraví tak, aby ten implantát a ta kost šly na sebe. Nové řešení zohledňuje fyzický stav kosti pacienta a nasazení je poměrně jednoduché, protože to funguje jako taková klipsa,“ vysvětlil ředitel Ústavu strojírenské technologie FSI VUT Miroslav Píška.

Pacient nepřijde o zdravou tkáň

Pacient tak na rozdíl od současných kloubních náhrad nepřichází v takové míře o zdravou tkáň v okolí kloubu. Právě to může způsobovat nemalé potíže. „To, co cítíte po operaci, je to, že ten kloub je jinak nastavený, v jiných úhlech. Jestliže ten úhel bude větší a budete mít nožku kratší, začnou vás bolet záda, protože se vám zkřiví,“ řekl lékař z fakultní nemocnice v Ostravě Petr Krupa.

To se u kloubů na míru stát nemůže. Vyrábět by se měly speciální technologií, kdy se pomocí elektronového paprsku ve vakuu roztaví kovový prášek, ze kterého pak díky 3D tisku vznikne titanová slitina. Nový implantát je tak výrazně lehčí než současné odlitky, výkovky nebo obrobky, a přitom je dostatečně pevný a odolný.

Hledání vhodného materiálu trvalo roky

Právě hledání vhodného materiálu a technologie zabralo vědeckému týmu roky práce. „Dělali jsme únavové zkoušky a vzorky, které jsme testovali, vydržely až třináct milionů cyklů bez porušení,“ řekl Miroslav Píška. Náhrada kloubu by tak měla vydržet pacientovi až do konce života.

Ke vpravení implantátu do těla pacienta není potřeba robotické ruky, jak vědci dříve zamýšleli. „Místo toho se vytvoří speciální šablona, pomocí které se implantát přesně umístí a zafixuje. Výztužné žebro dodává implantátu vysokou tuhost a odolnost proti poškození, třeba když odoperovaný člověk později upadne,“ popsal Píška.

Potřebné elasticity lze dosáhnout umístěním pružného členu, například ze silikonu, do sestavy protilehlého kusu. „Mechanické vlastnosti je možné dále upravit vzhledem k hmotnosti pacienta a předpokládané dynamice jeho chůze, což uleví mimo jiné i páteři,“ uvedl Píška. Jelikož je pružný díl uvnitř protilehlého kusu, je implantát vhodný i pro pacienty alergické na silikon.

Nový kloubní implantát vědecký tým přihlásil k patentování a řeší, jak ho dostat do klinické praxe. Zájem o něj projevily ortopedické, ale i veterinární kliniky. Pomáhat by totiž mohl i zvířatům.

Operací kloubů bude podle ortopedů přibývat

Ortopedi předpokládají, že velké kloubní náhrady bude v příštích deseti letech potřebovat mnohem více pacientů. Lékaři využívají k operacím stále častěji nejmodernější počítačové metody. Ortopedická klinika Fakulty zdravotnických studií v Masarykově nemocnici v Ústí nad Labem používá například počítačovou navigaci. „Má pomoci k tomu, abychom se zase zbavili dalšího promile pooperačních komplikací. Pokud máme tu možnost něco nového využít, tak to udělat musíme,“ řek přednosta ortopedické kliniky Tomáš Novotný.

Při operaci počítač z obrovského množství dat o kloubu navrhne nejlepší umístění kloubní náhrady tak, aby pacientovi v budoucnu co nejlépe seděla. Dříve kloub lékaři umísťovali za pomoci úhloměrů a mechanických nástrojů. „ Pracujeme se speciálním přístrojem, který funguje jako pistole. Podle toho, co říká navigace, zaměříme jednotlivé okraje toho kloubu,“ popsal přednosta kliniky.

Nový přistroj používají lékaři na ortopedické klinice ústecké nemocnice denně, počet operací přibývá. „Populace je starší, relativně ve vysokém věku. Je zdravější, takže je schopna podstoupit tuto operaci, za zachování nějakých bezpečnostních kritérií,“ vysvětlil ortoped. Navíc lidé také více sportují nebo naopak jsou obézní. Jejich klouby tak dostávají daleko víc zabrat. Jejich výměna se tak časem dotkne téměř každého. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Znečištění jako na dálnici. Z lezeckých bot se mohou uvolňovat nebezpečné chemikálie

Lezení může vypadat jako zdravý sport. Jenže podle nové studie v něm může být ukrytý problém. Drobné částečky chemikálií, jež se uvolňují ze sportovní obuvi, mohou představovat zdravotní riziko.
před 5 hhodinami

Čeští vědci mají novou metodu na úpravu mléka pro nedonošené děti

Tuzemští vědci vymysleli novou metodu na úpravu darovaného mléka pro nedonošené děti. To by díky ní mohlo být pro kojence bezpečnější i výživnější. A lékaři by mohli využít i větší množství. Metodu mohou nemocnice zavést do praxe prakticky ihned.
před 8 hhodinami

Na půdě kolem Černobylu by se opět daly pěstovat potraviny, naznačuje studie

Desítky let byla půda v okolí ukrajinského Černobylu považována za nevyužitelnou kvůli havárii reaktoru jaderné elektrárny v roce 1986. Nový výzkum ale naznačuje, že by se dala bezpečně využívat pro zemědělství.
včera v 13:20

Kůrovcová kalamita polevuje. Brouka krotí počasí i věda

Kalamita lýkožrouta smrkového, kterému se říká lidově kůrovec, v Česku v posledních několika letech ustupuje. Díky tomu i klesá objem smrkového dřeva, které je nutné vytěžit. Podle expertů z Biologického centra Akademie věd v tom má silnou roli počasí, jež není pro tento hmyz tak výhodné. Pomáhají ale i nové zásadní úpravy v postupech ochrany lesa.
včera v 11:09

Vědci prozatím uchránili nejstarší strom světa před novou dálnicí

Nejstarší světový strom mohl být ohrožen výstavbou dálnice. Zachránila ho prozatím ovšem kampaň vědců. Ti zdůrazňují přínos podobných velikánů k poznání ohledně změn klimatu. Ve svém článku o příběhu stromu reportoval web německé stanice Deutsche Welle.
29. 4. 2025

Ústup očkování v USA by svědčil hlavně spalničkám, ohrozil by miliony lidí

Očkování je jednou z páteří moderní medicíny. Stačí drobné snížení proočkovanosti a dopady na společnost jsou obrovské. Vědci na základě rozsáhlého modelu pro různé scénáře popsali, jaká budoucnost čeká ohledně šíření nakažlivých nemocí Spojené státy.
29. 4. 2025

Firma Amazon vypustila první várku svých internetových družic

Společnost Amazon miliardáře Jeffa Bezose v pondělí tamního času (v noci na úterý SELČ) vypustila na oběžnou dráhu první várku družic svého projektu Kuiper, který má z vesmíru poskytovat vysokorychlostní internetové připojení po celém světě a snažit se konkurovat nyní dominantnímu Starlinku nejbohatšího muže planety Elona Muska. Informovaly o tom tiskové agentury s odkazem na živý přenos.
29. 4. 2025Aktualizováno29. 4. 2025

Levá, nebo pravá? Vědci zkoumali, do jaké ruky je lepší očkovat

Když lidé dostávají posilující dávku vakcíny, mnohdy si ji nenechají dát do stejné ruky jako tu první. Nový výzkum popsal, že vhodnější je očkovat do stejného místa. Výsledky by se podle autorů daly využít zejména během pandemií, během nichž je nutné očkovat v průběhu epidemické situace.
29. 4. 2025
Načítání...